DE734201C

DE734201C - Tail unit for helicopter

Info

Publication number: DE734201C
Application number: DEF88838D
Authority: DE
Inventors: Reinhold Gensel
Original assignee: Focke Achgelis & Co GmbH
Current assignee: Focke Achgelis & Co GmbH
Priority date: 1940-09-19
Filing date: 1940-09-19
Publication date: 1943-04-10

Description

Leitwerk für Hubschrauber Es ist bekannt, zur Steuerung von Luftfahrzeugen, insbesondere Hubschraubern, an Stelle der üblichen Leitwerksflächen Luftschrauben mit veränderlichen Einstellwinkeln der Schraubenblätter zu verwenden. Bei senkrecht stehenden Achsen' dienen solche Hilfsluftschrauben der Höhensteuerung, bei waagerecht liegenden Achsen der Seitensteu.erunb.Tail unit for helicopters It is known to control aircraft, especially helicopters, instead of the usual tail surfaces, airscrews to be used with variable setting angles of the screw blades. At vertical standing axes' are such auxiliary propellers for height control, with horizontal lying axes of the lateral control erunb.

Um sowohl Höhen- als auch Seitensteuerung bewirken zu können, ist die Verwendung von zwei solchen Hilfsluftschrauben vorgeschlagen worden, deren Achsen schräg, also z. B. in V-Form, zueinander stehen. Wenn' diese beiden Schrauben eine gleichsinnige Einstellwinkeländerung erfahren, bewirken sie eine Hähensteuerung, wenn sie dagegen eine wechselsinnige Einstellwinkeländerung erfahren, eine Seitensteuerung; jede Kombination zwischen. diesen beiden Einstellvorgängen hat eine kombinierte Seiten- und Höhensteuerung zur Folge. Mit Hilfe dieser Anordnung ist es auch möglich, jedes Rückdrehmoment der Hubschraube auszugleichen, besonders bei einschraubigen Hubschraubern, und: zwar dadurch, daß die eine Hilfsluftschraube einen positiven, die andere einen negativen Einstellwinkel bekommt. Es werden nun zwei Sehraubenstrahlen erzeugt, von denen--der eine schräg nach oben, der andere schräg nach unten, aber beide nach der gleichen Seite hin gerichtet sind. . Die beiden senkrecht gerichteten Luftkraftkomponenten dieser Schraubenstrahlen heben sich auf, da sie entgegengesetzt gerichtet sind, die beiden waagerechten Komponenten addieren sich, da sie beide nach der gleichen Seite gerichtet sind, und ergeben ein Moment um die Flugzeughochachse, das zum Ausgleich des Rückdrehmomentes der Hubschraube dient.In order to be able to effect both elevation and rudder control, is the use of two such auxiliary propellers has been proposed, their axes obliquely, so z. B. in V-shape to each other. If 'these two screws one experience a change in the setting angle in the same direction, they cause a height control, if, on the other hand, they experience an alternating change in the setting angle, a lateral control; any combination between. these two adjustment processes has a combined Side and elevation controls result. With the help of this arrangement it is also possible to compensate for any back torque on the lifting screw, especially when screwing in Helicopters, namely by the fact that one auxiliary propeller has a positive, the other gets a negative setting angle. There are now two very stealth rays generated, of which - one obliquely upwards, the other obliquely downwards, but both are directed towards the same side. . The two vertical ones Air force components of these screw beams cancel out because they are opposite are directed, the two horizontal components add up as they are both are directed to the same side, and result in a moment around the aircraft vertical axis, which serves to compensate for the back torque of the lifting screw.

Diese Ausführung hat aber einen großen Nachteil. Da beim einschraubigen Hubschrauber das Rüchdrehmoment der Hubschraube beträchtliche Werte annimmt, muß auch das Schraubenleitwerk ein großes 1Ionient um die Hochachse aufbringen, und daraus folgt, daß die beiden senkrechten Luftkraftkomponenten, die sich gegenseitig aufleben, beträchtlich groß werden, was einen unerwünschten Energieverlust zur Folge hat.However, this version has a major disadvantage. Because when screwing Helicopter, the torque of the helicopter has to assume considerable values the helical tail also applies a large ionient around the vertical axis, and it follows that the two perpendicular components of air force are mutually exclusive revive, become considerably large, resulting in an undesirable loss of energy Has.

Aufgabe der Erlindung ist es, unter Ausnutzung der Vorteile, die das Schraubenleitwerk bietet, diesen Energieverlost zu vermeiden.The task of discovery is to make use of the advantages that the Helical tail offers to avoid this wasted energy.

Nach der Erfindung besteht das Leitwerk aus nur einer Hilfsluftschraube, die nach bei Hubschrauben bekannter Weise nicht nur eine über den Umlaufkreis gleichbleibende Einstellung, -sondern auch eine periodische Einstellwinkeländerung der Blätter zuläßt, die uni Schlag-und Schwenkgelenke bewegbar sind. Diese Hilfsluftschraube wird am-Rumpfende mit waagerecht liegender Achse vorzugsweise an der Rumpfseite angeordnet, nach der hin das Ruckdrehmmoment der Hubschraube das Rumpfende zu drehen bestrebt ist. Jede gleichbleibende Blattverstellung hat nun lediglich eine Größenänderung des Seitenmomentes zur Folge, während jede periodische Blattverstellung bewirkt, daß die Achse des Blattlaufkegels' und damit die Luftkraftresultierende der Hilfsluftschraube aus der Umlaufachse heraustritt. Liegt die Resultierende so; daß sie mit der waagerechten Ebene einen Winkel bildet, so ergibt sich eine waagerechte und eine senkrechte Komponent der Luftkraftresultierenden, von denen die waagerechte zur Seitensteuerung und zum Ausgleich des Rückdrehmomentes, die senkrechte zur Höhensteuerung benutzbar ist.According to the invention, the tail unit consists of only one auxiliary propeller, the after As is known, jackscrews are not just one over the Circular circuit constant setting, but also a periodic change in the setting angle the leaves allow the uni flapping and swivel joints to be moved. This auxiliary propeller is attached to the end of the fuselage with the axis lying horizontally, preferably on the side of the fuselage arranged, according to the jerk torque of the lifting screw to turn the end of the fuselage is striving. Each constant blade adjustment now only has one change in size of the lateral moment, while each periodic blade adjustment causes that the axis of the blade cone 'and thus the air force resultant of the auxiliary propeller emerges from the axis of rotation. If the resultant lies like this; that they are with the horizontal If the plane forms an angle, there is a horizontal and a vertical component of the air force resultant, of which the horizontal to the side steering and to the Compensation of the reverse torque, which can be used perpendicular to the height control.

Ein weiteres -Merkmal der Erfindunb besteht darin, daß das Verhältnis zwischen dem Abstand der Hilfsluftschraube von der senkrechten Rumpfmittelebene und :dem Durchiness2r ihres Schlaggelenkkreises so: gewählt wird, daß der Zentralpunkt der Hilfsluftschraube in die senkrechte Rumpfmittelebene fällt, wobei als Zentralpunkt der Punkt bezeichnet ist, in dein sich die Luftkraftresultierenden des Blattlaufkegels bei den verschiedenen Stellungen der Hilfsluftschraube schneiden. Diese -Maßnahme hat den Zweck, deal Angriff aller durch das Leitwerk erzeugten Kräfte in einem Punkt zu bewirken.Another feature of the invention is that the ratio between the distance of the auxiliary propeller from the vertical midplane of the fuselage and: the diameter of your flapping hinge circle is chosen so that the central point of the auxiliary propeller falls into the vertical midplane of the fuselage, with the central point the point is designated in which the air force resulting from the blade cone cut at the various positions of the auxiliary propeller. This measure has the purpose to deal attack all forces generated by the empennage in one point to effect.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. i und Fig. 2 zeigen ein mit dem eifindungsgemäß ausgestatteten Leitwerk versehenes Hubschraubenflugzeug in Seitenriß und Grundriß. Die Hilfsluftschraube ist hier an einem nach Art einer Kielflosse ausgebildeten Rumpfaufbau angebracht, damit genügende Bodenfreiheit gewährleistet ist.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown. Fig. I and Fig. 2 show one equipped with the inventive A helicopter with a tail unit in side elevation and plan. The auxiliary propeller is attached to a hull structure designed in the manner of a keel fin, so that sufficient ground clearance is guaranteed.

111 den Fig. 3 bis 5, welche Schnitte durch Rumpf und Aufbau nach der Ebene (Fig. i) darstellen, ist der Kräfteverlauf in Abhängigkeit von gegebenen periodischen Blatteinstellungen der Hilfsluftschraube schematisch dargestellt. Mit a ist in allen drei Figuren die Luftkraftresultierende der Hilfsluftschraube dargestellt. 111 Fig. 3 haben alle Blätter gleichen Einstellwinkel; die Luftkraftresultierende liegt also waagerecht und bewirkt lediglich ein Moment um die Flugzeughochachse. In Fig.4 unterliegen die Blätter einer periodischen Einsteliwinkelanderung in dem Sinne, daß die Luftkraft-: esultierende des Blattlaufkegels schräg nach falten gerichtet ist. Die Zerlegung dieser Resultierenden in ihre Komponenten eribt eine Komponente b, die ein Moment um' die Flugzeughochachse bewirkt, und eine Komponente c, die nach unten gerichtet ist und ein Höhensteuermoment ergibt. Fig. 5 zeigt einen entsprechenden Kräfteverlauf, bei dem die senkrechte Komponente nach oben gerichtet ist und ein Tiefensteuermoment ergibt.111 FIGS. 3 to 5, which are sections through the body and structure according to the plane (Fig. i) represent, the course of forces is a function of the given periodic blade adjustments of the auxiliary propeller shown schematically. With a, the air force resultant of the auxiliary propeller is shown in all three figures. 111 Fig. 3 all blades have the same setting angle; the air force resultant is therefore horizontal and only causes a moment around the plane's vertical axis. In Fig.4, the leaves are subject to a periodic adjustment angle change in the Meaning that the air force: resulting from the blade running cone directed obliquely to fold is. The decomposition of these resultants into their components results in a component b, which causes a moment about the aircraft vertical axis, and a component c, which is directed downwards and results in an altitude control torque. Fig. 5 shows a corresponding one Force curve in which the vertical component is directed upwards and a Depth control torque results.

Bei der beschriebenen Wirkungsweise ergibt sich noch ein Nachteil, der darin begründet liegt, daß bei geneigter Luftkraftresultiereiiden die waagerechte Komponente kleiner ist als die waagerechte Resultierende im Normalflug. Das hat zur Folge, daß bei jeder Höhensteuerbetätigung eire unerwünschte Seitensteuerwirkung mit verursacht wird. Dieser unerwünschten Wirkung wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, daß mit jeder periodischen Einstellwinkeländerung der Hilsluftschraube eine über den Umlaufeine über den Umlaufkreis gleichbleibende Einstellung aller Blätter zwangsläufig derart gekuppelt wird, daß die waagerechte Komponente der Luftkraftresultierenden der Hilfsluftschraube- stets g1eiche Größe hat.In the described mode of action there is another disadvantage, which is due to the fact that when the air force is inclined, the horizontal air force results Component is smaller than the horizontal resultant in normal flight. That has As a result, each time the height control is actuated, an undesirable side steering effect is achieved with is caused. According to the invention, this undesirable effect is countered by that with each periodic adjustment angle change of the auxiliary propeller one over the circulation a constant setting of all sheets over the circulation circle is coupled in such a way that the horizontal component of the air force results the auxiliary propeller is always the same size.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Tail unit for helicopters, especially single-screw, consisting of a cross screw on the side of the fuselage end, whose over the orbit constant blade setting can be changed - also characterized by periadic Changeability of the setting angle of the blades which can be moved about the flapping and swivel joint.

2. tail unit according to claim i, characterized by inevitable coupling of the constant with the periodic. Change of setting for the purpose of eliminating unwanted course changes.

3. tail unit according to claim i and 2, characterized in that the allstand of Tail screw from the vertical fuselage center longitudinal plane and its allilicssun: gen are chosen so that the resulting from the various sheet settings Directions of the cross bolt thrusts result in intersecting at approximately one point and this point lies in the vertical axis of the trunk.